液化石油气槽车泄漏事故的现场处置及火灾扑救 - 图说安全 - 知识库

液化石油气槽车泄漏事故的现场处置及火灾扑救

               　　随着石油化学工业的发展，液化石油气（又名液经石油气，简称LPG）供应不断增加，许多城市已形成了完整的供应系统（一般采用管道、火车槽车、汽车槽车、槽船等四种输送方式），负责对民用、中小型工业及商业等使用液化气的用户供应。
               　　本文根据液化石油气的理化性质和火灾特点结合工作实践就液化石油气槽车的事故现场处置进行讨论。
               　　一、液化石油气的火灾、爆炸危险性
               　　1.液化石油气的理化性质。
               　　液化石油气：为无色气体或黄棕色油状液体，主要用作化工原料和燃料，它是以凝析气田气、石油伴生气或炼厂气为原料，经加工而得的可燃物，是饱和与不饱和的烃类混合物。主要组分：丙烷、丙烯、丁烷、丁烯等碳三、碳四及少量的碳二、碳五物质。
               　　丙烷的爆炸临界温度>96.7度，丁烷>152度,如果罐体的温度超过气体的临界温度,罐体有可能会爆炸。
               　　如果罐体发生爆炸，其产生的火球直径可以达到２００米以上，碎片产生的冲击波能达到1200米，其火球中心温度可以达到2100度。
               　　液化气在气液共存时的蒸气压叫饱和蒸气压，容器所能允许的饱和蒸汽压一般是按6O℃的条件设计，若超过此温度，就会有爆炸危险，在常温下液态的液化石油气极易挥发,体积能迅速扩大250倍,爆炸浓度极限为2%--10%,1升液化石油气与空气混合浓度达到2%时,能形成体积为12.5立方米的爆炸性混合物。
               　　2.液化石油气的火灾、爆炸危险性。
               　　液化石油气的最大危险是易燃、易爆。火焰温度高，辐射热强。液化石油气燃烧热值高达105000千焦/立方米，火焰温度高达2100摄氏度。爆炸时速度快，冲击波威力大，破坏性强。可以达到2000-3000米每秒。
               　　当储罐发生物料泄漏时，液化石油气与空气混合。当这种混合气体中物料的浓度达到爆炸极限范围内时，一旦给以大于该物料的最小点火能的能量时，就会引起爆炸；而当混合气体中物料的浓度大于爆炸极限时，如给予点火能量，就会引发火灾，液化石油气的点火能量是如此的小，以至于一根铁钉从一米高的位置自由落下，碰在水泥地面上，就足以引爆。
               　　液化石油气火灾爆炸伤害模型有二种：
               　　1.蒸气云爆炸
               　　泄漏到空气中的液化石油气与空气的云状混合物,当液化石油气浓度处在爆炸范围时,遇到火源发生爆炸的现象,称为蒸气云爆炸,其主要的破坏作用是冲击波引起的超压、冲击破坏。
               　　其爆炸当量为WTNT=1.8aWfQf/QTNT
               　　式中:1.8为地面爆炸系数
               　　a=0.04为蒸气云当量系数
               　　Wf为可燃物的质量
               　　Qf=41868kj/kg为可燃物爆热
               　　QTNT=4180kj/kg为TNT爆热
               　　当100立方米的丁烷或丙烷全部气化并在爆炸极限范围内时，其爆炸相当于36吨TNT当量，爆炸火球温度2100℃。
               　　其伤害范围:
               　　死亡半径51m、重伤半径99m、轻伤半径145m、财产损失半径63m。
               　　4月27日上午8时许，位于余杭临平镇临平山对面的一气体供应站内的一辆液化气槽车突然发生爆炸起火,如果这30T液化气按照1升液化石油气与空气混合浓度达到2%时,能形成体积为12.5立方米的爆炸性混合物计算，将形成37.5万立方米的爆炸性混合物。再按当100m3的液化气全部气化并在爆炸极限范围内时，其爆炸相当于36吨TNT当量计算。30T液化气其爆炸相当于22吨TNT。
               　　2.沸腾液体扩展为蒸气云爆炸
               　　过热液态压缩气体瞬间气化而发生的爆炸现象,称之为沸腾液体扩展为蒸气云爆炸,它能产生巨大的火球,其主要危害是热辐射.
               　　当100m3的丁烷或丙烷液体扩展为蒸汽云爆炸时
               　　火球半径为92m、火球持续时间为17s
               　　从以上伤害模型计算出的结论来看，液化石油气一旦发生火灾爆炸事故其破坏力极大，有时甚至是灾难性的。从实际发生的石油液化气火灾爆炸事故案例来看更是如此。例如：1998年西安煤气公司400立方米液化气储罐火灾爆炸事故造成死亡11人、受伤30人、直接经济损失477万元。
               　　除了以上危害以外，还有高温幅射，霜害（气化、结冰，可以达到零下21度，再一个就是造成缺氧。）
               　　二、液化石油气槽车的基本构造
               　　液化石油气运输车有铁路槽车和汽车槽车两种。液化石油气槽车由汽车底盘和罐体两大部分构成,在罐体内外有安全阀（罐体顶部）、阀门箱、紧急切断装置、温度计、压力表、装卸阀门、人孔、液位计、导静电接电装置等主要部件。
               　　三、当前液化石油气槽车的主要种类
               　　其中汽车槽车跑气着火事故较多。当前国内液化石油气槽车主要有两种，一种是带泵的（槽车自身带有屏蔽泵，需要外用电源，一般没有增压设备的地方要用到屏蔽泵如加气站。原理：相当于抬泵原理，将液相液化石油气通过屏蔽泵直接输出）；一种是不带泵的，利用单位内部的增压泵房）。带泵与不带泵不同之处，带泵槽车就是多了一个屏蔽泵，而且液相快速接头有两个，进料与出料分离；不带泵的进料与出料是合用一个液相快速接头。
               　　（一）带泵（图片说明）
               　　（二）不带泵（图片说明）
               　　四、液化石油气槽车的工作原理
               　　不管带泵的,不带泵的,原理一样,都是开启增压泵，将气相液化石油气通过气相软管输送到槽车内来增加槽车罐体内的压力，通过压差，将液相液化石油气通过液相软管输送到厂区储罐。装料刚好相反，通过降低罐体内的压力，把液相液化石油气通过液相软管输送到槽车储罐内。
               　　五、液化石油气槽车容易发生泄漏的部位及原因分析
               　　（一）气、液相软管
               　　气相软管直径25MM（1寸）、也有50MM（2寸），液相软管50MM（2寸），快式接口处软管容易老化，在卸料时达到6—8公斤压力时,容易造成接口脱落，发生泄漏。1月22日上海松江日光铜业液化气槽车发生泄漏爆炸起火,就是由于气相软管接口处脱落,造成泄漏。
               　　（二）阀门
               　　阀门是液化石油气工艺装置中最重要的控制部件，由于阀门频繁的开启，关闭使阀门的密封填料磨损、老化，产生泄漏。液化石油气中带有的杂质会卡在阀门的密封面上，造成阀门损坏。液化石油气中的游离水会沉降在储罐的底部，在冬季，如未及时脱水，就会冻坏阀门。
               　　（三）法兰连接密封面
               　　法兰连接所采用的垫片通常是非金属材料，在高温、低温、高压等恶劣工况下容易老化，导至物料泄漏。
               　　（四）压力表
               　　爆炸燃烧后，压力表极易损坏，发生泄漏，而且这根管路是根支路，不受紧急切断阀的控制，必须关闭槽车底部的针形阀。1.22松江日光铜业液化气槽车发生泄漏，最后关闭的就是针形阀。
               　　（五）安全阀(槽车顶部)
               　　目前，国内都采用内置式安全阀，一般槽车安全阀的设计压力为18公斤，罐体内压力超过18公斤，开始冲阀，0—5秒后自行关闭，也有情况不能关闭。容易产生三种情况，一种是安全阀内弹簧，由于冬天结冰、杂物堵塞等其它原因，弹簧压不下去，不能复位，发生泄漏。2005年2月9日，青浦一液化气槽车就由于安全阀弹簧发生泄漏。另一种是由于槽车发生爆炸燃烧，罐内液体压力过大，彻底冲掉安全阀。第三种就是安全阀部件损坏，或外部原因如交通事故等。2002年7月15日，绵阳消防支队处置液化石油气槽车泄漏事故，就是由于槽车顶部安全阀被撞。强行堵漏成功。
               　　（六）罐体
               　　液化石油气通常储存在罐体中。罐体长期工作在高压、温差变化、和带有腐蚀性的工作介质中。工作环境十分恶劣。液化石油气中含有硫、氧会对罐体产生腐蚀；焊接材料、焊接质量不好、施工安装、热处理不到位会使焊缝在应力的作用下开裂；罐体超装、超压会使金属疲劳，强度下降。正是由于这些隐患的存在，使罐体在各种不利条件的共同作用下发生破裂。
               　　六、液化石油气泄漏事故的救援手段
               　　液化石油气的大量泄漏，在没有遇明火点燃时，具有潜伏的火灾、爆炸的危险性，处理这类事故，对消防员来说，是一项十分复杂、艰巨、困难的火灾防御和救援排险行动。原则上的要求是，在掌握液化石油气的液漏情况及风向、风速、地形善、周围环境的基础上，采取行之有效的排险措施，确保行动中的万无一失，干净彻底不留隐患的消除险情。其具体救援的方法手段是：
               　　（一）设定警戒区
               　　1.测定警戒范围。
               　　（１）仪器测定。测定爆炸浓度极限的方法是，用测爆仪测定气云区的大致极限，测定时取值就以爆炸浓度下限的1/2为准。即把测爆仪指针调节在0.75%(液化气爆炸浓度下限为1.5%)，超过0.75%为不安全,低于0.75%是安全的,据此确定警戒区边缘。
               　　（２）观察确定。根据液化气泄漏由液相变为气相要吸收大量热量的特性，使空气中的水分凝结，形成大面积的蒸气云带，管壁、草地、树木附着一层冰或水珠以及地面飘移的白雾等确定警戒边缘区域，一般这种气云离地面约4—5M高，有时可达10M高。因此，对于上述迹象只能作为划分警戒区域的参考，警戒区的规划至少要在蒸气云的50M以外，下风向还要远些。
               　　２.设置警戒标志。测定警戒范围要与调协警戒标志同时进行。由内向外逐一测试，特别是对地下沟槽、坑道、地下室及低洼地带要重点测试，并在危险区界和地点设置“禁止入内”、“此处危险”等标志牌，也可用黄、红旗代替，标志要醒目，夜间要有显示，便于来往行人观察。
               　　３.设立警戒岗哨。消防队与公安交通、派出所等部门要密切配合，切断通往危险区的一切交通，并在所有路口设立固定岗哨，无关人员一律不准入内，同时还要高有流动哨，密切注意危险区有关人员的行动，并随时注意风向的变化，以便采取应急措施。
               　　（二）消除火种，疏散群众
               　　液化气发生泄漏后，为防止事故灾害扩大，必须采取坚决果断措施，消除危险区域内的一切火种，积极组织群众疏散到安全地带。
               　　１.消除火种。消除火种包括一切明火、电火、静电火花、撞击磨擦火花，其具体作法是：（1）发出危险警报，动员群众熄火；（2）切断电源；（3）禁止车辆通行；（4）控制火险。凡进入危险区域的人员，不准使用扩音器、手电筒；不准用无线电台；不准穿钉鞋和绦纶织物；不准随意扔、踢石块等，确保行动万无一失。
               　　２.疏散群众。（1）建立安全区。要在地势较高的上风方向建立安全区，以方便群众暂时避难。（2）确定疏散路线，以防止群众惊慌失措在危险区域内盲目行动，造成混乱。（3）有效组织疏散。要组织群众扶老携幼，照顾伤病人员，安抚群众不要慌乱，动员群众不要携带金属物品，不穿带钉鞋，使群众的疏散有组织，有秩序，安全可靠的进行。
               　　（三）采取措施，制止泄漏
               　　１.关阀断源。管道发生泄漏，泄漏点处在阀门以后且阀门尚未损坏，可采取关闭输送物料管道阀门，断绝物料源的措施，制止泄漏。关闭管道阀门时，必须设开花或喷雾水枪掩护。
               　　２.器具堵漏
               　　（１）管道泄漏或罐体孔洞型泄漏，就使用专用的管道内封式、外封式、捆绑式充气堵漏工具进行堵漏，或用螺丝钉加粘合剂旋拧，或利用木楔、硬质橡胶塞封堵。
               　　（２）法兰泄漏。因螺栓松动引起法兰泄漏时，可使用无火花工具，紧固螺栓，制止泄漏；若法兰垫圈老化导致泄漏，可利用专用法兰夹具夹卡法兰，并高压注射密封胶堵漏。　　
               　　（３）罐体撕裂泄漏。由于罐壁脆裂或外力作用造成罐体撕裂，其泄漏往往呈喷射状，流速快，泄漏量大，制止这种泄漏可利用专用的捆绑紧固和空心橡胶塞加压充气器具塞堵的措施；不能制止泄漏时，可采取疏导的方法将其导入其他容器或储罐。
               　　３.注水排险。根据液化石油气罐体的泄漏部位等情况，在采取其他措施的同时，可通过排污阀向罐内适量注水，抬高液位，造成罐内底部水垫层，配合堵漏，缓解险情。
               　　４.冻结制漏。法兰盘漏液化气，可采用冻结制漏法制漏，即用麻袋片等织物强行包裹法兰盘泄漏处，然后浇水使其冻冰，从而制止泄漏。对于液相管道裂口也可用此法，但此法主要应用于寒冷季节。
               　　５.引火点燃。采用点燃措施，应具备安全条件和严密的防范措施，必须周全考虑，谨慎进行。
               　　（１）点火原则。根据现场情况，在无法有效实施堵漏，不点燃必定会带来更严重的灾难性后果，而点燃则导致稳定燃烧、危害程度减少的情况下，可主动实施点燃措施，但现场气体扩散已达到一定范围，点燃很可能造成大能量爆燃，产生巨大冲击波，危及气体储罐，千百万难以预料后果的，禁止采取点燃措施。
               　　（２）点燃准备。主动点燃泄漏火炬，必须充分做好准备工作。主要措施：一是担任掩护和防护的喷雾水枪到达指定位置。二是泄漏点周边地区经检测没有达到爆炸性混合气体浓度。三是使用安全的点火工具，并按正确的战术行动操作。
               　　（３）点燃时机。点燃泄漏火炬，一般要把握两种时机：一是在罐顶开口泄漏，一是无法实施堵漏，而气体泄漏的范围和浓度有限，同时，又有喷雾水枪稀释掩护以及各种防护措施准备就绪的情况下，用点火杆点燃。二是罐顶爆裂已经形成稳定燃烧，罐体被冷却保护后罐内气压减少，火焰被风吹灭，或被冷却水流打灭，但还有气体扩散出来，如不再次点燃，仍能造成危害，此时在继续冷却的同时，应予果断点燃。
               　　（四）驱散气云，消除隐患
               　　１.水雾驱散法。采用此法时，喷雾水枪要由下向上驱散蒸气云，同时还要注意用水稀释阴沟、下水道、电缆沟内滞留的蒸气云。
               　　２.泡沫覆盖法。液化气若成液态顺地面流动时，最好采用中倍数泡沫覆盖，以减少其蒸发速度，缩小气云的范围。
               　　３.送风驱散法。
               　　七、液化石油气槽车火灾扑救
               　　纵观液化石油气槽车火灾事故，可以总结出三个原因：一是槽车胶管破裂跑气着火；二是槽车安全阀折断跑气着火；三是槽车罐体破裂跑气着火。汽车和火车液化石油气槽车在行驶途中发生意外事故，一般情况下槽罐本身破裂的情况比较少，多半是槽罐开口、槽罐附件上的管道、法兰、液位计等处泄漏，事故可以造成泄漏起火和泄漏不起火两种。
               　　扑救槽车火灾，分为两种情况：一是可采取切断气源控制着火或跑气；二是利用其他方法控制气源着火或跑气。
               　　（一）槽车胶管破裂跑气或着火
               　　胶管破裂大跑气，可迅速关闭阀门或截门，熄灭一切火种（包括汽车熄火），用大水流水枪驱散液化气体，使区域内的液化气浓度降到最低限度，消除爆炸危险。
               　　（二）槽车安全阀折断跑气或着火
               　　安全阀折断跑气着火，首先要清除周围一切火种、热源。根据当时风向、风速、风力，在下风向划出警戒线，设员警戒，禁止一切无关人员进入警戒区，严禁火种进入气体扩散区，备好抢险工具。在指挥部的统一指挥下，采取灭火、分散燃烧、堵漏、驱散等战术技术措施，扑灭火势，消除爆炸危险。
               　　（三）槽车罐体破裂着火
               　　槽车罐体破裂的主要原因有三种：一是由于罐体使用期限过长，耐压强度降低；二是由于罐内液化气充装过量；三是事故中遭受外力撞击。
               　　如果由于槽车罐体破裂跑气（液）着火，应及时采取以下措施：
               　　１.在市区如果罐体破裂，较长时间跑气，遇明火发生爆炸，必然造成周围建筑、地下设施、地沟等大面积的燃烧。一旦发生这种情况，应把主要力量放在扑救建筑和地下设施火灾方面，同时部署部分力量控制槽车火势，加强对罐体及汽车油箱等部位的保护性冷却。扑救中千万不能将气火扑灭，如果不慎熄灭也应重新点燃，保证其稳定燃烧。
               　　２.在槽车火势没有蔓延的情况下，可用水枪冷却罐体和汽车油箱，让槽车罐内液化石油气以稳定燃烧方式自行燃尽。有效地制止突发必事故的发生。
               　　（四）在市郊因交通事故而导致槽车掀翻或摔落河沟山谷时导致泄漏或着火。
               　　1.如关阀止漏条件具备，关阀止漏即可熄灭火势，然后再起吊转移。如泄漏口位置于下部，根本无法实施关阀止漏，一般以抽提转输为主，但要控制好泄漏气体的流向，在确保安全的前提下，待剩量较少时，再起吊，在起吊、止漏期间必须保持全掩没冷却水雾保护，防止起吊、止漏作业中发生意外。泄漏量较小，应在水雾掩护下实施关阀止漏、起吊、转移。
               　　２.事故造成泄漏并起火，这种情况一般比较安全，但也不排除槽罐在大火的烘烤下内部压力剧增而发生爆炸。槽罐爆炸的基本特征是：（１）安全阀喷出的火焰由红变白；（２）声音由响变尖；（３）罐体颤抖。此时指挥员应当机立断，果断、迅速、徒手撤离。消防队到场后，一定要注意安全阀动作情况，如安全阀开始泄压，同时燃烧，表明燃烧热量作用于槽车本体，应加大冷却水量，然后再根据泄漏口情况适时灭火、关阀止漏、起吊和转移。
               　　八、行动要求
               　　１.途中观风向，从上风方向接近。
               　　２.指挥部的设置及救援车辆的停放，应与泄漏区域保持适当距离，并设在上风方向。
               　　３.加强统一指挥，发挥公安、交通、医疗、环保、电力、自来水等部门的社会联动作用，协同配合。
               　　４.严禁处置人员在泄漏区域的下水延待地下空间的顶部、井口处滞留，以防爆炸冲击造成伤害。
               　　５.一切处置行动自始至终要严防引发爆炸，当遇有紧急情况危及参战人员的生命安全时，指挥员应果断下达撤离命令。
               　　６.按上级指示，确定新闻发布内容。

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